DE102006031194B3 - Test specimen`s volume and density identifying device, has scale pan equipped alternatively with test specimen and comparison standard of mass, and another scale pan equipped alternately with different substitution weights of mass - Google Patents

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DE102006031194B3 DE200610031194 DE102006031194A DE102006031194B3 DE 102006031194 B3 DE102006031194 B3 DE 102006031194B3 DE 200610031194 DE200610031194 DE 200610031194 DE 102006031194 A DE102006031194 A DE 102006031194A DE 102006031194 B3 DE102006031194 B3 DE 102006031194B3
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Christian Buchner
Christoph Einspieler
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    • G01G21/26—Counterweights; Poise-weights; Sets of weights; Holders for the reception of weights

Abstract

The device (1) has a scale (3) with a scale pan (4), which is equipped alternatively with a test specimen (2) and a comparison standard (9) of mass. Another scale pan (5) is connected with the scale pan (4), and is arranged at a vertical distance parallel to the scale pan (4). The scale pan (5) is equipped alternately with different substitution weights (10, 11) of mass. The scale pans (4, 5) are equipped with change over contacts (13, 14), which are interconnected to a loader (6). The scale pan (4) is arranged in a vertical direction and is dipped into a liquid medium in a container. An independent claim is also included for a method for identifying volume and density of a test specimen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur vergleichenden Massebestimmung eines Prüflings, mit einer Waage, deren Waagschale im Wechsel mit dem Prüfling und einem Vergleichsnormal bekannter Masse bestückbar ist.The The invention relates to a device for comparative mass determination of a test object, with a balance whose balance alternates with the test specimen and a comparison standard known mass can be fitted.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur vergleichenden Massebestimmung eines Prüflings, bei dem eine Waagschale einer Waage im Wechsel mit dem Prüfling und einem Vergleichsnormal bekannter Masse bestückt und durch Vergleich ihrer Gewichtskräfte die Masse des Prüflings bestimmt wird.The The invention further relates to a method for comparative mass determination a test object, in which a balance of a balance alternately with the DUT and equipped a comparison standard of known mass and by comparing their weight forces the mass of the test piece is determined.

Aus der DE 101 59 418 B4 ist eine Vorrichtung zur vergleichenden Massenbestimmung eines Prüflings bekannt. Die Waagschale einer Waage ist dabei im Wechsel von einer Beladevorrichtung mit dem Prüfling und einem Vergleichsnormal bekannter Masse bestückbar.From the DE 101 59 418 B4 a device for comparative mass determination of a test specimen is known. The balance of a balance is alternately equipped by a loading device with the test specimen and a reference standard known mass.

Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung zur vergleichenden Masse- und auch Volumenbestimmung eines Prüflings ist, dass wegen des Komparatorprinzips (immer gleiche Lasten auf der Waage) für Prüflinge unterschiedlichen Nenngewichts unterschiedliche Vergleichsnormale benötigt werden. Dies hat zur Folge, dass entweder Masse-Komparatoren mit durchgängigem Wägebereich und eingeschränkter Auflösung oder unterschiedliche an die Prüflinge angepasste Masse-Komparatoren mit begrenztem elektrischen Wägebereich (Fenster-Komparator) eingesetzt werden müssen. Weiterhin nachteilig ist, dass bei Prüflingen mit sehr kleinen Massen, diese nicht direkt mit einem wesentlich schwereren Referenzgewicht verglichen werden können.adversely in the known device for comparative mass and also Volume determination of a test object is that because of the comparator principle (always equal loads on the balance) for examinees different Nominal weight different comparison standards are needed. This has the consequence that either mass comparators with continuous weighing range and more restricted resolution or different adapted to the candidates Mass comparators with limited electrical weighing range (Window comparator) must be used. Furthermore disadvantageous is that with examinees with very small masses, these are not directly related to a material heavier reference weight can be compared.

Aus der internationalen Empfehlung OIML R 111-1 der International Organization of Legal Metrology, sind empfohlene Methoden zur Dichtebestimmung bzw. Volumenbestimmung bekannt. Als genaueste Methode wird dabei angesehen, den Prüfling mit einem Referenzgewicht bzw. Vergleichsnormal sowohl in Luft als auch in einer Flüssigkeit mit bekannter Dichte zu vergleichen.Out the international recommendation OIML R 111-1 of the International Organization of Legal Metrology, are recommended methods for density determination or volume determination known. The most accurate method is here viewed, the examinee with a reference weight or reference standard both in air and also in a liquid to compare with known density.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannten Vorrichtungen so zu verbessern, dass praktisch jeder beliebige Masse-Komparator mit einem geringen elektrischen Wägebereich und hoher Auflösung verwendet werden kann.task The present invention is therefore the known devices to improve so that virtually any mass comparator used with a low electrical weighing range and high resolution can be.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass in einem vertikalen Abstand parallel zur ersten Waagschale eine mit der ersten Waagschale verbundene zweite Waagschale angeordnet ist, die im Wechsel mit unterschiedlichen Substitutionsgewichten bekannter Massen, so genannten Referenzgewichten oder Gewichtsnormalen, bestückbar ist.These The object is in connection with the preamble of claim 1 solved by that at a vertical distance parallel to the first weighing pan a second weighing pan connected to the first weighing pan is arranged which is alternating with different substitution weights known masses, so-called reference weights or weight standards, be equipped is.

Durch die Verwendung einer zweiten Waagschale bzw. zweiten Waagschalenebene kann der Prüfling durch das Substitutionsgewicht bekannter Masse zur Masse des Vergleichsnormals ergänzt werden bzw. zur Summe des Vergleichsnormals plus Masse eines zweiten Substitutionsgewichts bekannter Masse ergänzt werden. Dadurch kann jeder beliebige Masse-Komparator bzw. Waage mit einem geringen elektrischen Wägebereich verwendet werden. Auch können so sehr kleine Massen direkt mit einer wesentlich schwereren Siliziumkugel als Vergleichsnormal verglichen werden.By the use of a second weighing pan or second weighing pan level can the examinee by the substitution weight of known mass to the mass of the reference standard be supplemented or to the sum of the reference standard plus mass of a second substitution weight known mass supplemented become. This allows any mass comparator or balance be used with a low electrical weighing range. Also can so very small masses directly with a much heavier silicon sphere compared as a reference standard.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Waagschalen über ihnen zugeordnete Wechsler bestückbar. Die Wechsler sind dabei miteinander zu einer Beladevorrichtung verbunden, über die die beiden Waagschalen gleichzeitig bestückbar sind. Dadurch lässt sich eine schnelle, präzise und automatische wechselnde Bestückung der Waagschalen erreichen.According to one preferred embodiment of Invention are the scales over they can be equipped with changers assigned to them. The changers are connected to each other to a loading device on the the two scales can be loaded at the same time. This can be done a fast, accurate and automatic changing assembly of the Reach pans.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Waagschalen in unterschiedlichen Medien anordenbar. Durch unterschiedliche Medien mit unterschiedlicher Dichte kann bei der Volumen- oder Dichtebestimmung die unterschiedliche Dichte der Medien zur Bestimmung der Dichte von Prüflingen in diesen zwei Medien benutzt werden.To a further preferred embodiment The invention relates to the two weighing dishes in different media arranged. Through different media with different Density can be different in volume or density determination Density of the media for determining the density of specimens be used in these two media.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste in vertikaler Richtung unten angeordnete Waagschale in einem Behälter mit einem flüssigen Medium eintauchbar, während die darüber liegende zweite Waagschale von einem gasförmigen Medium umgeben ist. Damit lässt sich relativ kostengünstig die in der OIML R 111 empfohlene Methode A des direkten Vergleichs unterschiedlicher Massen/Volumina mittels hydrostatischer Wägung durchführen. Aus einem einzigen Dichtenormal (z.B. Siliziumkugel) beliebiger Masse, bei bekannter Masse und bekanntem Volumen, kann auf das Volumen und somit die Dichte des Prüfkörpers, bei dem nur die Masse bekannt ist, geschlossen werden. Durch den direkten Anschluss an ein primäres Dichtenormal (z. B. Siliziumkugel) ergeben sich sehr geringe Volumenunsicherheiten. Außerdem sind keine weiteren Gewichte als Volumenreferenzen nötig.According to one another preferred embodiment the invention is the first arranged in the vertical direction below Balance pan in a container with a liquid medium submersible while the above lying second weighing pan is surrounded by a gaseous medium. Leave it relatively inexpensive the recommended method OIML R 111 of the direct comparison perform different masses / volumes by means of hydrostatic weighing. Out a single density standard (e.g., silicon sphere) of any mass known mass and known volume, can on the volume and thus the density of the specimen, at which only the mass is known to be closed. By the direct Connection to a primary Density standard (eg silicon ball) result in very low volume uncertainties. Besides, they are no further weights as volume references necessary.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bilden die beiden Waagschalen ein frei hängendes Gehänge, das zur Übergabe von Prüflingen und/oder Vergleichsnormalen und/oder Substitutionsgewichten auf die Beladevorrichtung in einer Zwangsposition arretierbar ist. Durch das Gehänge bzw. die beiden hängenden Waagschalen ist sichergestellt, dass die Krafteinleitung in die Waage immer gleichförmig exakt in vertikaler Richtung erfolgt. Damit können Fehlmessungen durch ungleichförmige Krafteinleitung (Ecklastfehler) verhindert werden. Die Position der Gewichte auf der hängenden Waagschale hat somit praktisch keinen Einfluss auf das Wägeergebnis. Um eine präzise Gewichts- bzw. Massenübergabe durchführen zu können, wird das Gehänge unmittelbar vor der Gewichtsübergabe zwangspositioniert und dabei arretiert. Die Arretierung erfolgt mechanisch durch einen Hubmechanismus der Beladevorrichtung. Erst unmittelbar vor der Wägung erfolgt dann die Freigabe des Gehänges und somit die Aufhebung der Arretierung. Zur Übergabe der Gewichte weisen die Wechsler der Beladevorrichtung und die Waagschalen des Gehänges gabelförmig ineinander greifende Auflagebereiche auf. Derartige Auflagebereiche haben sich bewährt und sind beispielsweise aus der DE 103 00 626 B3 bekannt.According to a further preferred embodiment of the invention, the two weighing dishes form a freely suspended hanger, which can be locked in a forced position for the transfer of test items and / or reference standards and / or substitution weights to the loading apparatus. The hanger or the two hanging weighing pan ensures that the force is introduced into the balance always uniformly exactly in the vertical direction. Thus, incorrect measurements can be prevented by non-uniform application of force (corner load error). The position of the weights on the suspended weighing pan thus has practically no influence on the weighing result. In order to carry out a precise weight or mass transfer, the hanger is forcibly positioned immediately before the weight transfer and thereby locked. The locking is done mechanically by a lifting mechanism of the loading device. Only immediately before weighing then the release of the hanger and thus the lifting of the lock. To transfer the weights, the changer of the loading device and the scales of the hanger fork-shaped intermeshing support areas. Such contact areas have been proven and are for example from the DE 103 00 626 B3 known.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist zur Volumenbestimmung des Prüflings das Vergleichsnormal ein bekanntes Volumen auf, wobei Vergleichsnormal und Prüfling in einem flüssigen Medium abwechselnd auf die erste Waagschale auflegbar sind. Das Vergleichsnormal kann dabei beispielsweise als eine Siliziumkugel mit bekannter Masse und bekanntem Volumen ausgebildet sein.According to one another preferred embodiment The invention has the reference standard for determining the volume of the test specimen a known volume, with reference normal and test specimen in a liquid Medium alternately be placed on the first balance pan. The Reference standard can, for example, as a silicon sphere be formed with known mass and known volume.

Das aus der DE 101 59 418 B4 bekannte Verfahren weist die oben geschilderten Nachteile auf.That from the DE 101 59 418 B4 known method has the disadvantages described above.

Weitere Aufgabe der Erfindung ist es daher, die bekannten Verfahren so zu verbessern, dass sie einfach und kostengünstig mit jedem beliebigen Masse-Komparator verwendet werden können.Further The object of the invention is therefore to the known methods so improve that easily and inexpensively with any Mass comparator can be used.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 10 dadurch gelöst, dass parallel zur ersten Waagschale eine mit der ersten Waagschale verbundene zweite Waagschale im Wechsel mit Substitutionsgewichten bestückt wird, und dass jeweils die Gewichtskraft des Prüflings plus der Gewichtskraft des ihm zugeordneten Substitutionsgewichtes ermittelt und mit der Gewichtskraft des Vergleichsnormals oder der Gewichtskraft des Vergleichsnormals plus der Gewichtskraft eines dem Vergleichsnormal zugeordneten zweiten Substitutionsgewichts ermittelt wird.These The object is in connection with the preamble of claim 10 solved by that parallel to the first weighing pan one with the first weighing pan connected second weighing pan alternating with substitution weights stocked is, and that in each case the weight of the specimen plus the weight determined the associated substitution weight and with the Weight of the reference standard or the weight of the reference standard plus the weight of a second standard associated with the comparison standard Substitutionsgewichts is determined.

Dadurch, dass jeweils die Gewichtskraft des Prüflings plus der Gewichtskraft des ihm zugeordneten Substitutionsgewichtes als Summe ermittelt und mit der Gewichtskraft des Vergleichsnormals bzw. mit der Summe der Gewichtskraft des Vergleichsnormals plus eines dem Vergleichsnormal zugeordneten zweiten Substitutionsgewichts ermittelt wird, kann jeder geeignete Komparator mit kleinem Wägebereich (Fensterkomparator) oder jede Waage verwendet werden. Die Gewichtskraft des Prüflings kann somit niedriger sein als die Gewichtskraft des Vergleichsnormals.Thereby, that in each case the weight of the test piece plus the weight of the substitution weight assigned to it is determined as the sum and with the weight of the reference standard or with the sum the weight of the reference standard plus one of the reference standard assigned second substitution weight can be determined any suitable comparator with small weighing range (window comparator) or any scales are used. The weight of the test specimen can thus be lower than the weight of the reference standard.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Gewichtskraftsumme von Prüfling und zugeordnetem Substitutionsgewicht annährend gleich der Gewichtssumme von Vergleichsnormal und zugeordnetem Substitutionsgewicht gewählt, wobei die Gewichtskraftsummen jeweils im elektrischen Wägebereich der Waage liegen. Durch die Summenbildung auf der Seite des Vergleichsnormals und zugeordnetem Substitutionsgewicht ist man relativ frei in der Wahl der Masse des Vergleichsnormals.According to one preferred embodiment of Invention is the weight force sum of specimen and associated substitution weight approximately equal to the sum by weight of reference standard and assigned substitution weight selected wherein the Gewichtsskraftsummen each in the electric weighing range the scales are lying. By summation on the side of the reference standard and associated substitution weight is relatively free in the Choice of the mass of the reference standard.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Substitutionsgewichte in einem anderen Medium angeordnet als Vergleichsnormal und Prüfling. Insbesondere werden dabei die Substitutionsgewichte in einem gasförmigen Medium, beispielsweise der Raumluft, und das Vergleichsnormal und der Prüfling in einem flüssigen Medium, beispielsweise Wasser, angeordnet. Dadurch lassen sich insbesondere die internationalen Empfehlungen der OIML R 111 zur Dichte- bzw. Volumenmessung einfach, sicher und kostengünstig einhalten.To a further preferred embodiment of the invention are the substitution weights in another medium arranged as reference standard and test object. In particular, be there the substitution weights in a gaseous medium, for example indoor air, and the reference standard and the test item in a liquid medium, For example, water, arranged. This makes it possible in particular the international recommendations of the OIML R 111 on density or Simple, safe and cost-effective volume measurement.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Volumen des Prüflings unter Verwendung des Vergleichsnormals als Volumennormal mit bekanntem Volumen bestimmt. Insbesondere lässt sich dabei eine Siliziumkugel als Volumennormal mit bekanntem Volumen und bekannter Masse einsetzen. Die Masse des Volumennormals kann dabei wegen der o.g. Summenbildung wesentlich größer als die Masse des Prüflings sein.According to one another preferred embodiment the invention, the volume of the test specimen using the Comparison standard determined as a volume normal with known volume. Especially let yourself a silicon sphere as a volume standard with a known volume and known mass. The mass of the volume norm can because of the o.g. Summation be much larger than the mass of the test specimen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch die Wechsler einer automatischen Beladevorrichtung gleichzeitig die erste Waagschale und die zweite Waagschale als Teile eines Gehänges beladen. Dabei können Prüfling, Vergleichsnormal und Substitutionsgewichte vollautomatisch, schnell und sicher auf den Waagschalen gewechselt werden.To a further preferred embodiment The invention is characterized by the changer of an automatic loading device at the same time the first weighing pan and the second weighing pan as parts a hanger loaded. It can examinee Comparison standard and substitution weights fully automatic, fast and be safely changed on the scales.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind.Further Details of the invention will become apparent from the following detailed Description and attached Drawings in which preferred embodiments of the invention are exemplified.

In den Zeichnungen zeigen:In show the drawings:

1: eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur vergleichenden Massebestimmung, 1 : a schematic representation of a device for comparative mass determination,

2: eine Vorderansicht einer Vorrichtung zur vergleichenden Massebestimmung mit geöffneter Gehäusetür, 2 FIG. 2: a front view of a device for comparative mass determination with the housing door open, FIG.

3: eine räumliche Darstellung der Vorrichtung von 2 ohne Gehäuse aus Richtung III der Vorrichtung von 4 und 3 : a spatial representation of the device of 2 without housing from direction III of the device of 4 and

4: eine räumliche Darstellung der Vorrichtung von 3 aus Richtung IV 4 : a spatial representation of the device of 3 from direction IV

Eine Vorrichtung 1 zur vergleichenden Massebestimmung eines Prüflings 2 besteht im Wesentlichen aus einer Waage 3, einer ersten Waagschale 4, einer zweiten Waagschale 5, einer Beladevorrichtung 6 und einem Flüssigkeitstank 7.A device 1 for comparative mass determination of a test object 2 consists essentially of a balance 3 , a first weighing pan 4 , a second weighing pan 5 , a loading device 6 and a liquid tank 7 ,

Die Vorrichtung 1 ist insbesondere zur Volumen- bzw. Dichtebestimmung des Prüflings 2 mittels hydrostatischer Vergleichswägung in Flüssigkeit 8 zwischen einem Volumen- bzw. Vergleichsnormal 9 mit bekanntem Volumen und bekannter Masse und dem Prüfling 2, einem Festkörper, unter Verwendung zusätzlicher Substitutionsgewichte 10, 11 geeignet.The device 1 is in particular for determining the volume or density of the test object 2 by means of hydrostatic comparative weighing in liquid 8th between a volume or comparison standard 9 with known volume and known mass and the test specimen 2 , a solid, using additional substitution weights 10 . 11 suitable.

Die Krafteinleitung in die Waage 3 erfolgt über ein Gehänge 12, welches sich in vertikaler Richtung unterhalb der Waage 3 befindet und die untere erste Waagschale 4 mit der darüberliegenden zweiten Waagschale 5 fest miteinander verbindet. Die erste Waagschale 4 taucht in den mit Flüssigkeit 8 gefüllten Flüssigkeitstank 7 ein, so dass die erste Waagschale 4 in der Flüssigkeit mit dem Prüfling 2 oder dem Vergleichsnormal 9 über die Beladevorrichtung 6 bestückbar ist.The introduction of force into the balance 3 via a hanger 12 which extends vertically below the scale 3 located and the lower first pan 4 with the overlying second weighing pan 5 firmly together. The first weighing pan 4 dive into with liquid 8th filled liquid tank 7 one, so the first weighing pan 4 in the liquid with the test specimen 2 or the reference standard 9 over the loading device 6 can be equipped.

Die Beladevorrichtung 6 weist zum Bestücken bzw. Beladen der Waagschalen 4, 5 einen ersten Wechsler 13 auf, der der ersten Waagschale 4 zugeordnet ist, und einen zweiten Wechsler 14 auf, der der zweiten Waagschale 5 zugeordnet ist. Die Wechsler 13, 14 sind dabei als an einer Hub- und Drehachse 15 angeordnete Revolvermagazine ausgebildet, die radial zur Hub- und Drehachse 15 angeordnete gabelförmige Gewichtablagefinger 16 als Auflagebereiche für Vergleichsnormal 9 und Prüflinge 2 bezüglich des ersten Wechslers 13 und für die Substitutionsgewichte 10 bezüglich des zweiten Wechslers 14 aufweisen. Die Waagschalen 4, 5 weisen zu den Gewichtablagefingern 16 korrespondierende Gewichtablagefinger 18 auf, die jeweils einen Auflagebereich für den Prüfling 2 bzw. das Vergleichsnormal 9 im Fall der ersten Waagschale 4 und für das Substitutionsgewicht 10, 11 im Fall der zweiten Waagschale 5 bilden.The loading device 6 points to the loading or loading of the weighing pan 4 . 5 a first changer 13 on, the first pan 4 is assigned, and a second changer 14 on, the second pan 5 assigned. The changer 13 . 14 are here as on a lifting and rotating axis 15 arranged revolver magazines formed radially to the lifting and rotation axis 15 arranged forked weight storage fingers 16 as support areas for reference standard 9 and examinees 2 with respect to the first changer 13 and for the substitution weights 10 with respect to the second changer 14 exhibit. The scales 4 . 5 point to the weight-bearing fingers 16 corresponding weight-bearing fingers 18 on, each a support area for the examinee 2 or the reference standard 9 in the case of the first weighing pan 4 and for the substitution weight 10 . 11 in the case of the second weighing pan 5 form.

Unmittelbar vor der Gewichtsübergabe, bzw. der Auswechslung von Prüflingen 2 und/oder Vergleichsnormal 9 und/oder Substitutionsgewichten 10, 11, wird das Gehänge 12 über einen Hubmechanismus 20 zwangspositioniert und mechanisch fixiert. Erst unmittelbar vor der Wägung folgt dann die Freigabe des Gehänges 12 und somit die Aufhebung seiner Fixierung.Immediately before the weight transfer, or the replacement of specimens 2 and / or comparison standard 9 and / or substitution weights 10 . 11 , the hanger becomes 12 via a lifting mechanism 20 positively positioned and mechanically fixed. Only immediately before weighing then follows the release of the hanger 12 and thus the abolition of his fixation.

Die Beladevorrichtung 6 ist über die zentrale Hub- und Drehachse 15 mit einer Hubvorrichtung 21 verbunden. Über die Hubvorrichtung 21 lässt sich die Hub- und Drehachse 15 um ihre Achse drehen, so dass die Gewichtablagefinger 16 der Wechsler 13, 14 in die vorgesehene Position zu den korrespondieren Gewichtablagefingern 18 der Waagschalen 4, 5 gebracht werden. Durch Anheben bzw. Absenken der Beladevorrichtung 6 kann dann die Übergabe erfolgen.The loading device 6 is about the central lifting and turning axis 15 with a lifting device 21 connected. About the lifting device 21 can be the lifting and rotation axis 15 rotate around its axis, leaving the weight-bearing fingers 16 the changer 13 . 14 in the intended position to the corresponding weight storage fingers 18 the scales 4 . 5 to be brought. By raising or lowering the loading device 6 then the transfer can take place.

Die Bestückung des ersten Wechslers 14 mit dem Vergleichsnormal 9 und Prüflingen 2 kann über eine Liftvorrichtung 19 erfolgen.The equipment of the first changer 14 with the comparison standard 9 and examinees 2 Can via a lift device 19 respectively.

Die Vorrichtung 1 weist ein Gehäuse 22 auf, das durch eine Tür 23 an seiner Vorderseite einen Zugang ermöglicht. In einem Rohrrahmen 24 mit Einschüben werden die einzelnen Komponenten integriert. Um thermisch bedingte Einflüsse gering zu halten, ist sowohl die Steuerung 25 als auch die Leistungselektronik außerhalb des Gehäuseinnenraumes 26 angeordnet. Zur Vermeidung von störenden Magnetfeldern ist das gesamte System vorwiegend aus nicht magnetischem Materialien gefertigt. Während der Messung wird der relevante Bereich der Beladevorrichtung 6 stromfrei geschaltet. Die Temperatur der Flüssigkeit 8 wird über einen Temperatursensor 27 gemessen. Zur Luftdichteberechnung werden die Umgebungsbedingungen, wie Temperatur, Druck, und Feuchte, gemessen, aufgezeichnet und verrechnet. Die Auswertung erfolgt entsprechend den Formeln der OIML R 111. Ergebnis ist beispielsweise das Volumen des Prüflings 2.The device 1 has a housing 22 on, that through a door 23 allows access to its front. In a tubular frame 24 with inserts, the individual components are integrated. To keep thermal influences low, both the controller 25 as well as the power electronics outside of the housing interior 26 arranged. To avoid disturbing magnetic fields, the entire system is mainly made of non-magnetic materials. During the measurement becomes the relevant area of the loading device 6 switched off. The temperature of the liquid 8th is via a temperature sensor 27 measured. For the air density calculation, the ambient conditions, such as temperature, pressure and humidity, are measured, recorded and calculated. The evaluation is carried out according to the formulas of OIML R 111. The result is, for example, the volume of the test object 2 ,

Die Temperatur der Flüssigkeit 8 in dem Flüssigkeitstank 7 lässt sich über einen Thermoregler 28 regeln.The temperature of the liquid 8th in the liquid tank 7 can be controlled by a thermoregulator 28 regulate.

Im Ausführungsbeispiel zur Volumen- bzw. Dichtebestimmung des Prüflings 2 ergibt sich folgender Messablauf: In the embodiment for determining the volume or density of the test specimen 2 the following measurement procedure results:

1. Die Bestimmung der Flüssigkeitsdichte mit Hilfe des Vergleichsnormals 9 1. The determination of the liquid density using the reference standard 9

Dabei wird die Gewichtskraft des Vergleichsnormals 9, das als Volumennormal genutzt wird, in der Flüssigkeit 8 zu Substitutionsgewichten 11 mit bekannter Masse in Luft, mit Hilfe der Waage 3 verglichen. Die so ermittelte Differenz zwischen der tatsächlichen Masse des Vergleichs- bzw. Volumennormals (lt. Kalibrierzertifikat) und der Gewichtskraft des Vergleichsnormals bzw. Volumennormals in der Flüssigkeit 8 ist Grundlage für die Berechnung der Flüssigkeitsdichte.The weight of the reference standard is 9 , which is used as a volume normal, in the liquid 8th to substitution weights 11 with known mass in air, with the help of the balance 3 compared. The thus determined difference between the actual mass of the reference or volume standard (according to the calibration certificate) and the weight of the reference normal or volume normal in the liquid 8th is the basis for the calculation of liquids sigkeitsdichte.

2. Messablauf bei der Dichtebestimmung des Prüflings 2 2. Measuring procedure for the density determination of the test object 2

Das Vergleichsnormal 9 und der Prüfling 2, bzw. unterschiedliche Prüflinge 2, werden auf die Auflagebereiche 17 des ersten Wechslers 13 in der Flüssigkeit 8 abgelegt. Der zweite Wechsler 14 in Luft wird so mit Substitutionsgewichten 10, 11 bestückt, das bei jeder Position der Wechsler 13, 14 die Summe der Gewichtskräfte an der Waage 3 annähernd gleich ist.The comparison standard 9 and the examinee 2 , or different samples 2 , be on the support areas 17 of the first changer 13 in the liquid 8th stored. The second changer 14 in air becomes so with substitution weights 10 . 11 equipped, in each position of the changer 13 . 14 the sum of the weight forces on the scale 3 is approximately equal.

Die Dichte der Flüssigkeit 8 wurde zuvor mit dem Vergleichsnormal 9 bestimmt (siehe Messablauf Pkt. 1). Die Temperatur der Flüssigkeit 8 wird während des automatischen Messablaufs überwacht und Dichteänderungen durch Temperaturänderungen werden automatisch rechnerisch korrigiert. Nach Eingabe aller benötigten Daten wird ein automatischer Prozess von Vergleichsmessungen gestartet.The density of the liquid 8th was previously with the comparison standard 9 determined (see measurement procedure, item 1). The temperature of the liquid 8th is monitored during the automatic measurement process and density changes due to temperature changes are automatically corrected by calculation. After entering all required data, an automatic process of comparison measurements is started.

Dabei wird abwechselnd das Vergleichsnormal 9 plus Substitutionsgewicht 11 gleich „A" mit dem Prüfling 2 plus Substitutionsgewicht 10 gleich „B" in der Reihenfolge „ABBA" einmal oder mehrfach verglichen (siehe ABBA-Verfahren OIML R 111).In this case, the reference standard is alternately 9 plus substitution weight 11 equal to "A" with the test object 2 plus substitution weight 10 equal to "B" in the order "ABBA" compared once or several times (see ABBA method OIML R 111).

3. Berechnung der Dichte3. Calculation the density

Die Dichte der Prüflinge 2 errechnet sich aus:

  • – der Dichte der Flüssigkeit 8 (vor dem Messablauf bestimmt und während der Messung temperaturkorrigiert),
  • – der Masse und Dichte des Vergleichsnormals 9 (lt. Prüfzertifikat),
  • – der Masse der verwendeten Prüflinge 2 (die Substitutionsgewichte auf der zweiten Waagschale in Luft),
  • – der Waagen- bzw. Komparatoranzeige.
The density of the samples 2 calculated from:
  • - the density of the liquid 8th (determined before the measurement and temperature-corrected during the measurement),
  • - the mass and density of the reference standard 9 (according to test certificate),
  • - the mass of the specimens used 2 (the substitution weights on the second weighing pan in air),
  • - the balance or comparator display.

Die Messunsicherheit dieses erfindungsgemäßen Verfahrens ist deutlich kleiner als 0,1 kg/m3.The measurement uncertainty of this method according to the invention is significantly less than 0.1 kg / m 3 .

Claims (15)

Vorrichtung zur vergleichenden Massebestimmung eines Prüflings (2), mit einer Waage (3), deren Waagschale (4) im Wechsel mit dem Prüfling (2) und einem Vergleichsnormal (9) bekannter Masse bestückbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vertikalen Abstand parallel zur ersten Waagschale (4) eine mit der ersten Waagschale (4) verbundene zweite Waagschale (5) angeordnet ist, die im Wechsel mit unterschiedlichen Substitutionsgewichten (10, 11) bekannter Massen bestückbar ist.Apparatus for comparative mass determination of a test specimen ( 2 ), with a scale ( 3 ) whose balance ( 4 ) alternating with the examinee ( 2 ) and a reference standard ( 9 ) of known mass, characterized in that at a vertical distance parallel to the first weighing pan ( 4 ) one with the first weighing pan ( 4 ) second weighing pan ( 5 ) alternating with different substitution weights ( 10 . 11 ) known masses can be fitted. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Waagschalen (4, 5) über ihnen zugeordnete Wechsler (13, 14) bestückbar sind.Device according to claim 1, characterized in that the weighing scales ( 4 . 5 ) changers assigned to them ( 13 . 14 ) can be fitted. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechsler (13, 14) miteinander zu einer Beladevorrichtung (6) verbunden sind, über die die beiden Waagschalen (4, 5) gleichzeitig bestückbar sind.Apparatus according to claim 2, characterized in that the changer ( 13 . 14 ) with each other to a loading device ( 6 ), over which the two scales ( 4 . 5 ) are equippable at the same time. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Waagschalen (4, 5) in unterschiedlichen Medien anordenbar sind.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two scales ( 4 . 5 ) can be arranged in different media. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Waagschale (4) in vertikaler Richtung unten angeordnet und in einem Behälter mit einem flüssigen Medium eintauchbar ist, während die darüber liegende zweite Waagschale (5) von einem gasförmigen Medium umgeben ist.Apparatus according to claim 4, characterized in that the first weighing pan ( 4 ) is arranged in the vertical direction below and immersed in a container with a liquid medium, while the overlying second weighing pan ( 5 ) is surrounded by a gaseous medium. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Waagschalen (4, 5) ein frei hängendes Gehänge (12) bilden, das zur Auswechslung von Prüflingen (2) und/oder Vergleichsnormal (9) und/oder Substitutionsgewichten (10, 11) in einer Zwangsposition arretierbar ist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the weighing pan ( 4 . 5 ) a free hanging hanger ( 12 ), which is used to replace candidates ( 2 ) and / or comparison standard ( 9 ) and / or substitution weights ( 10 . 11 ) can be locked in a forced position. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechsler (13, 14) und die Waagschalen (4, 5) zur Auswechslung gabelförmig ineinander greifende Auflagebereiche (17, 19) aufweisen.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the changer ( 13 . 14 ) and the scales ( 4 . 5 ) for replacement fork-shaped intermeshing support areas ( 17 . 19 ) exhibit. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Volumenbestimmung des Prüflings (2) das Vergleichsnormal (9) ein bekanntes Volumen aufweist, wobei Vergleichsnormal (9) und Prüfling (2) in einem flüssigen Medium auf der ersten Waagschale (4) abwechselnd auflegbar sind.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that for determining the volume of the test specimen ( 2 ) the comparison standard ( 9 ) has a known volume, wherein comparison standard ( 9 ) and examinee ( 2 ) in a liquid medium on the first weighing pan ( 4 ) can be placed alternately. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergleichsnormal (9) als eine Siliziumkugel mit bekannter Masse und bekanntem Volumen ausgebildet ist.Device according to claim 8, characterized in that the comparison standard ( 9 ) is formed as a silicon ball of known mass and known volume. Verfahren zur vergleichenden Massebestimmung eines Prüflings (2), bei dem eine Waagschale (4) einer Waage (3) im Wechsel mit dem Prüfling (2) und einem Vergleichsnormal (9) bekannter Masse bestückt und durch Vergleich ihrer Gewichtskräfte die Masse des Prüflings (2) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur ersten Waagschale (4) eine mit der ersten Waagschale (4) verbundene zweite Waagschale (5) im Wechsel mit Substitutionsgewichten (10, 11) bekannter Massen bestückt wird, und dass jeweils die Gewichtskraft des Prüflings (2) plus der Gewichtskraft des ihm zugeordneten Substitutionsgewichtes (10) bekannter Masse ermittelt und mit der Gewichtskraft des Vergleichsnormals (9) oder der Gewichtskraft des Vergleichsnormals (9) plus der Gewichtskraft eines dem Vergleichsnormal (9) zugeordneten zweiten Substitutionsgewichts (11) bekannter Masse ermittelt wird.Method for comparative mass determination of a test object ( 2 ), in which a weighing pan ( 4 ) of a balance ( 3 ) alternating with the examinee ( 2 ) and a reference standard ( 9 ) known mass and by comparing their weight forces the mass of the test specimen ( 2 ), characterized in that parallel to the first weighing pan ( 4 ) one with the first weighing pan ( 4 ) second weighing pan ( 5 ) alternating with substitution weights ( 10 . 11 ) known masses, and that in each case the weight of the test specimen ( 2 ) plus the weight of the substitution weight assigned to it ( 10 ) known mass and with the weight of the reference standard ( 9 ) or the weight of the reference standard ( 9 ) plus the weight of a reference standard ( 9 ) assigned second substitution weight ( 11 ) known mass is determined. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtskraftsumme von Prüfling (2) und zugeordnetem Substitutionsgewicht (10) bekannter Masse annähernd gleich der Gewichtskraftsumme von Vergleichsnormal (9) und zugeordnetem Substitutionsgewichts (11) bekannter Masse ist, und dass die Gewichtskraftsummen im elektrischen Wägebereich der Waage (3) liegen.Method according to claim 10, characterized in that the weight force sum of the test object ( 2 ) and assigned substitution weight ( 10 ) known mass approximately equal to the weight force sum of comparison standard ( 9 ) and associated substitution weight ( 11 ) is known mass, and that the weight force sums in the electric weighing range of the balance ( 3 ) lie. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Substitutionsgewichte (10, 11) bekannter Massen in einem anderen Medium angeordnet werden als Vergleichsnormal (9) und Prüfling (2).Method according to claim 10 or 11, characterized in that the substitution weights ( 10 . 11 ) known masses are arranged in a different medium than comparison standard ( 9 ) and examinee ( 2 ). Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Substitutionsgewichte (10, 11) bekannter Massen in einem gasförmigen Medium und das Vergleichsnormal (9) und der Prüfling (2) in einem flüssigen Medium angeordnet werden.Method according to claim 12, characterized in that the substitution weights ( 10 . 11 ) known masses in a gaseous medium and the reference standard ( 9 ) and the examinee ( 2 ) are placed in a liquid medium. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Prüflings (2) unter Verwendung des Vergleichsnormals (9) als Volumennormal mit bekanntem Volumen bestimmt wird.Method according to one of claims 10 to 13, characterized in that the volume of the test piece ( 2 ) using the reference standard ( 9 ) is determined as a volume normal with known volume. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch Wechsler (13, 14) einer automatischen Beladevorrichtung (6) gleichzeitig die erste Waagschale (4) und die zweite Waagschale (5) als Teile eines Gehänges (12) beladen werden.Method according to one of claims 10 to 14, characterized in that by changer ( 13 . 14 ) an automatic loading device ( 6 ) at the same time the first weighing pan ( 4 ) and the second weighing pan ( 5 ) as parts of a hanger ( 12 ).
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